大目金槍魚皮明膠的提取過程及性質(zhì)探究.pdf

1、本研究以大目金槍魚皮為原料制備明膠，首先對金槍魚皮明膠提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，然后對明膠的理化性質(zhì)及酸堿濃度對膠原明膠化過程的影響進(jìn)行分析，最后探究明膠/κ-卡拉膠復(fù)配膠的凝膠特性，以期為大目金槍魚皮明膠的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用提供理論依據(jù)。全文主要研究內(nèi)容如下：
　　以明膠提取率和凝膠強(qiáng)度作為制備明膠的評價指標(biāo)，研究堿處理濃度、堿處理時間、酸處理濃度、酸處理時間四個因素對明膠制備的影響。通過單因素、正交試驗(yàn)確定制備金槍魚皮明膠最優(yōu)工藝組合為

2、NaOH質(zhì)量濃度0.8％、堿處理時間1h、乙酸質(zhì)量濃度2.2%、酸處理時間2h，在此條件下明膠提取率為(22.15±0.35)%，凝膠強(qiáng)度為(426±11)g。
　　對金槍魚皮明膠的基本理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)分析，結(jié)果表明：金槍魚皮明膠水分、灰分、凝膠強(qiáng)度和透射比等理化指標(biāo)均達(dá)到了GB6783-2013《食品添加劑明膠》的要求，金槍魚皮明膠外觀呈淡黃色，無異味，透明度較好。金槍魚皮明膠膠凝溫度和熔化溫度分別為21.5℃和28.8℃

3、，低于豬皮明膠的膠凝溫度和熔化溫度（25.3℃和33.4℃）。金槍魚皮明膠紅外特征振動模式及紫外吸收光譜圖與豬皮明膠的類似。SDS-PAGE電泳圖譜顯示金槍魚皮明膠小分子量組分含量占6.67%，氨基酸組分分析結(jié)果表明金槍魚皮明膠亞氨基酸（Pro和Hyp）含量為19.09%。金槍魚皮明膠中小分子組分含量低，亞氨基酸含量高于冷水魚明膠，這使得金槍魚皮明膠凝膠特性優(yōu)于大多數(shù)冷水魚明膠，且金槍魚皮明膠受宗教、疫病方面的限制較小，因而在水產(chǎn)明膠中

4、，可以考慮將其做為豬、牛源明膠的替代品而應(yīng)用。
　　采用FTIR紅外光譜、掃描電鏡及SDS-PAGE電泳探究酸堿濃度對膠原明膠化過程的影響。紅外分析結(jié)果表明，堿處理過后膠原的分子間氫鍵被破壞，分子內(nèi)氫鍵作用增強(qiáng)，原有的氫鍵平衡的打破使得膠原蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，膠原的三螺旋結(jié)構(gòu)松散，這使得熱提膠過程中亞基容易釋放。堿處理質(zhì)量濃度在0.3%-1.8%時，大部分β-轉(zhuǎn)角降解轉(zhuǎn)化成α-螺旋與β-折疊，質(zhì)量濃度增加大至2.3%時，α-螺旋

5、與β-折疊向β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲轉(zhuǎn)化，膠原無序化程度增加。不同質(zhì)量濃度的酸處理使得膠原原有的結(jié)構(gòu)被破壞，三螺旋結(jié)構(gòu)有所展開，二級結(jié)構(gòu)中無規(guī)則卷曲含量隨酸濃度的增加而增加，預(yù)示著膠原的結(jié)構(gòu)向無序化轉(zhuǎn)變。明膠化膠原的電鏡掃描結(jié)果顯示，堿處理可以對膠蛋白的結(jié)構(gòu)造成輕微的降解，程度較輕，繼續(xù)進(jìn)行酸處理過后，明膠化膠原降解程度明顯，逐漸成無規(guī)則卷曲狀。比較不同堿處理質(zhì)量濃度組和酸處理質(zhì)量濃度組明膠化膠原表面結(jié)構(gòu)狀態(tài)后，發(fā)現(xiàn)，
　　堿處理質(zhì)量

6、濃度為0.8%和酸處理質(zhì)量濃度為2.0%時，膠原表觀破壞更明顯。采用SDS-PAGE電泳分析不同條件下明膠，結(jié)果表明，堿處理質(zhì)量濃度較低時，明膠中高分子組分含量較低，而小分子組分含量較其他組高。逐漸增大堿處理質(zhì)量濃度，明膠中高分子組分含量增大，0.8%，1.3%，1.8%三組明膠的電泳圖中高分子組分含量差異不明顯。繼續(xù)增大堿處理質(zhì)量濃度至2.3%時，明膠中β鏈含量增高因而α鏈含量相對降低，而α鏈含量的降低使得形成凝膠時必要的交聯(lián)作用減少

7、，因而導(dǎo)致凝膠強(qiáng)度降低。酸處理組明膠的電泳圖譜中，質(zhì)量濃度在0.5%-1.5%范圍內(nèi)，尤其是酸處理質(zhì)量濃度在1.5%時，明膠中高分子量組分較多，此時明膠凝膠強(qiáng)度最大。當(dāng)酸處理質(zhì)量濃度高于2.0%后，所得明膠中的小分子組分含量逐漸增大，在酸處理濃度達(dá)到2.5%后，明膠的電泳條帶中小分子組分的條帶明顯增強(qiáng)，因而凝膠強(qiáng)度逐漸降低。
　　以明膠凝膠和κ-卡拉膠凝膠為參照，測定了不同配比復(fù)配膠的凝膠強(qiáng)度、流變學(xué)性質(zhì)、凝膠持水性和TPA質(zhì)構(gòu)特

8、性，結(jié)果表明：復(fù)配膠的凝膠強(qiáng)度、粘度、儲能模量和損耗模量均隨著κ-卡拉膠比例的增大而增大。復(fù)配膠的凝膠持水率和質(zhì)構(gòu)特性均在明膠/κ-卡拉膠比例為7:3時低于單組分明膠，繼續(xù)增大κ-卡拉膠的比例，凝膠持水性和質(zhì)構(gòu)特性顯著增大。紅外光譜分析結(jié)果表明，κ-卡拉膠與明膠混合后紅外圖譜中酰胺A帶與Ⅱ帶的吸收峰向低波數(shù)方向移動，說明κ-卡拉膠與明膠之間通過一定的交互作用形成了分子間氫鍵。兩者的交互作用隨著κ-卡拉膠比例的增大而減小，說明復(fù)配膠中形成